研究分析蒙西至華中地區(qū)鐵路智能運輸信息系統(tǒng)論文
蒙西至華中地區(qū)鐵路(以下簡稱蒙華鐵路)起自內蒙古鄂爾多斯市浩勒報吉， 沿線經(jīng)過內蒙古、陜西、山西、河南、湖北、湖南、江西等7 個省區(qū)，終至江西省吉安市，線路全長1 817 km，是蒙西至華中地區(qū)的主要運煤通道。但是，現(xiàn)有鐵路的“信息孤島”和“各自為政”的狀態(tài)，各部門各系統(tǒng)之間不夠充分的信息共享，使得鐵路的運輸效率不高，不能滿足用戶的高時效性需求。如果蒙華鐵路采用現(xiàn)有鐵路的運輸模式，其運營結果必定跟現(xiàn)有鐵路差別不大，不能體現(xiàn)出蒙華鐵路運營組織效率。故而蒙華鐵路智能運輸信息系統(tǒng)應采用“系統(tǒng)建設一體化”的研究思路，從整個蒙華鐵路的貨運服務流程出發(fā)，分析業(yè)務需求及其附屬管理需求，從而構建出全面的信息化結構單元整體。
目前文獻對鐵路相應的智能運輸系統(tǒng)進行了研究。在研究蒙華鐵路智能運輸信息系統(tǒng)這樣一個涉及多學科、多專業(yè)領域，集底層控制、實時調度、運營管理、整體優(yōu)化于一體的多功能、多任務的巨型復雜信息系統(tǒng)時，首先就要明確智能運輸信息系統(tǒng)需要提供什么樣的服務，然后要解答智能運輸信息系統(tǒng)如何提供服務，最后建立與蒙華鐵路運輸實際情況相符的系統(tǒng)架構。在具體實施過程中，依照智能運輸信息系統(tǒng)需求分析遵循的“逐層深入，由外向內，近遠結合”方法，以構建基于運到時限的信息化智能鐵路運輸系統(tǒng)這一根本需求為出發(fā)點，對蒙華鐵路需要完成的運輸任務按業(yè)務流程進行需求分析。同時以總體系統(tǒng)建設為基礎，逐步提出子系統(tǒng)建設目標，得到分部結構單元，通過信息交互技術聚合成一個有機整體，以實現(xiàn)整個運輸過程中業(yè)務信息同步和保真，保證各分部結構單元間業(yè)務流程的聯(lián)動性和目的統(tǒng)一性。
1 蒙華鐵路智能運輸信息系統(tǒng)總體技術方案
1.1 智能運輸信息系統(tǒng)總體技術方案的作用
對于蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)而言，重要的是如何將人們面對的實際系統(tǒng)映射到用知識表述的空間，然后在知識層次上對系統(tǒng)求得最優(yōu)(或接近最優(yōu))， 根據(jù)這一優(yōu)化結果得到知識層次上的系統(tǒng)結構，再將該結果反饋給現(xiàn)實空間，就可以得到所需要的智能系統(tǒng)物理上的構成。
智能運輸信息系統(tǒng)總體技術方案是一個服務體系框架，是一個提供服務的功能性框架，它的本質就是要解答智能運輸信息系統(tǒng)能提供哪些服務、用戶服務如何組織、如何提供服務、誰為誰提供服務等一系列與用戶服務相關的問題。其主要作用在于采用合理的模型描述系統(tǒng)的要求、結構、數(shù)據(jù)及相互聯(lián)系，使復雜的信息關聯(lián)簡單易懂，便于對整個基于及時運輸?shù)拿扇A鐵路智能運輸系統(tǒng)建立一個全面的認識。
1.2 智能運輸信息系統(tǒng)總體技術方案研究步驟
步驟1：系統(tǒng)需求分析
對系統(tǒng)將要面臨的具體管理問題以及運輸業(yè)務對系統(tǒng)開發(fā)的需要進行調查研究，充分闡明系統(tǒng)要“做什么”的問題，使蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)更趨于智能化和信息化，為保證貨物運輸?shù)陌踩崿F(xiàn)及時運輸、更好地為顧客服務打下基礎。
步驟2：確定服務架構內容
需求分析是站在業(yè)務的角度闡述需要系統(tǒng)提供什么樣的服務。在較完備的業(yè)務需求分析的基礎上，對其進行分類、合并、整理后，形成蒙華鐵路智能運輸信息系統(tǒng)服務架構內容，明確各智能運輸信息系統(tǒng)能提供什么樣的服務。
步驟3：明確各業(yè)務平臺功能
業(yè)務平臺功能主要從服務架構入手，確定系統(tǒng)應該具有的主要功能，同服務相對應，系統(tǒng)的功能通過某種組合就可以完成某一項特定服務，并分析業(yè)務平臺內部邏輯結構和各功能之間的交互關系、交互信息內容。
步驟4：分析各業(yè)務平臺之間的數(shù)據(jù)交互步驟3 中明確了各業(yè)務平臺的功能以及各功能之間的交互關系、交互信息等內容，而每一個業(yè)務平臺都不是獨立存在的，步驟3 不能反映各業(yè)務平臺的中間過程和狀態(tài)，因此無法對應到現(xiàn)實的系統(tǒng)中。步驟4 就是為彌補步驟3 中的不足而引入的，用簡單易懂的方法描述各業(yè)務平臺間信息交互的內容,梳理清各業(yè)務平臺間的關系，保證各業(yè)務平臺功能的實現(xiàn)。
2 蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)服務架構
系統(tǒng)服務框架的目的在于對各種業(yè)務需求進行整合， 形成各種子系統(tǒng)以滿足用戶的需求。根據(jù)蒙華鐵路的需求分析結果， 對那些需求相似、性質相似的加以合并整理， 得出蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)的服務框架。為了充分滿足客戶需求，提高蒙華鐵路的運營組織效率， 可以將蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)分為電子商務、貨物運輸計劃編制、貨物運輸組織、經(jīng)營管理、列車控制、鐵路基礎信息管理、信息共享、安全管理、人員管理、運力資源動態(tài)管理等10 個服務單元， 以及相對應的36 個子服務單元。
3 蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)總體構架
3.1 系統(tǒng)體系架構概述
蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)的最終產(chǎn)品是服務，其產(chǎn)品的生產(chǎn)過程實質上就是獲取、識別用戶需求并制定相應的計劃以及根據(jù)鐵路運力資源組織貨物運輸以滿足用戶需求的過程。從需求這一角度出發(fā)，蒙華鐵路系統(tǒng)的整體框架可以分為： 需求獲取與識別層、需求實現(xiàn)層、需求實現(xiàn)支持層三個層次。
1) 需求獲取與識別層。該層主要是由貨物服務與營銷平臺來實現(xiàn)， 獲取與識別層通過為用戶提供貨運業(yè)務辦理、貨物信息查詢、貨運營銷等服務，不斷地獲取貨主等對鐵路運輸?shù)男枨�。同時該平臺還負責采集市場“產(chǎn)供銷”等信息，并根據(jù)獲取的信息，制定貨運營銷相關決策，最后將上述需求和決策向下傳達給需求實現(xiàn)層。充分體現(xiàn)以“產(chǎn)供運銷一體化”為中心的理念，以達到經(jīng)營者內部的相互溝通及與外部用戶之間的協(xié)調，發(fā)貨企業(yè)、運輸企業(yè)、收貨企業(yè)很好地協(xié)調在一起互助共贏的目的。
2) 需求實現(xiàn)層。需求實現(xiàn)層根據(jù)需求獲取與識別層提供的不斷變化的用戶需求和決策，及時確定與用戶需求相應的各類作業(yè)計劃，并根據(jù)相關計劃組織貨物運輸。該層由鐵路貨物運輸組織計劃編制平臺、貨物運輸組織平臺、鐵路集成監(jiān)控平臺、列車控制平臺4 個平臺組成。在鐵路集成監(jiān)控與列車控制管理的'基礎上，基于動態(tài)需求制定全方位的運輸計劃，以計劃為核心，并進行調度指揮調整，實現(xiàn)鐵路運輸組織的一體化、智能化管理。
3) 需求實現(xiàn)支持層。該層主要包括基礎信息管理平臺、運力資源動態(tài)管理平臺、信息共享平臺、鐵路經(jīng)營管理平臺、人員管理平臺。需求實現(xiàn)支持層與鐵路的固定基礎設施資源、移動基礎設施資源、信息基礎設施資源、人力資源、經(jīng)營管理等相對應，其目的是最大限度地利用各類基礎設施，為需求實現(xiàn)層提出的資源需求提供相應的資源支持。
總體上看，系統(tǒng)的總輸入為用戶對蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)的需求，總輸出為滿足客戶需求的鐵路運輸產(chǎn)品。經(jīng)過上述需求與識別層、需求實現(xiàn)層、需求實現(xiàn)支持層各個層面的不斷動態(tài)交互和反饋，蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)不斷優(yōu)化自身的資源配置和運營管理，使得系統(tǒng)最終實現(xiàn)的用戶需求不斷逼近用戶提出的原始需求，為實現(xiàn)蒙華鐵路的及時運輸提供保障。
3.2 蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)平臺間的信息交互
在蒙華鐵路智能運輸系統(tǒng)中，子系統(tǒng)與子系統(tǒng)組成一個相關的有機整體;在這個整體中數(shù)據(jù)扮演的角色就如同人體的血液，只有當血液不斷地在人體的各個器官之間流動， 人才能夠健康生活;同樣，只有當數(shù)據(jù)在各個子系統(tǒng)之間不斷交換流通，這個有機整體才能高效運轉。鐵路信息擁有海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)種類、格式繁多，數(shù)據(jù)之間也有著千絲萬縷的聯(lián)系。在系統(tǒng)中，根據(jù)業(yè)務將相應數(shù)據(jù)分類并統(tǒng)一管理，按照業(yè)務系統(tǒng)之間的信息交互和流程整合，更好地解決海量數(shù)據(jù)動起來的問題，來支撐業(yè)務的實際需要以及分析、預測、決策等需要，達到提高數(shù)據(jù)利用、信息共享的目標。信息的互聯(lián)、互通，減少了資源浪費，加快了信息流通，有效保證了蒙華鐵路的及時運輸。系統(tǒng)中的信息共享平臺在整個系統(tǒng)中起到橋梁連接的作用，保障各平臺間的信息交互，實現(xiàn)各平臺間跨系統(tǒng)信息提取、跨系統(tǒng)信息發(fā)送、數(shù)據(jù)格式轉換、信息共享服務，提高信息交互的效率，減少資源浪費。
4 結語
隨著社會的發(fā)展與用戶時效性運輸需求的提升， 對鐵路的信息化和智能化要求越來越高。本文對蒙華鐵路智能運輸信息系統(tǒng)的總體技術方案進行了探討， 設計了系統(tǒng)的服務架構和總體構架， 對系統(tǒng)內部的信息交互也進行了分析。希望對未來整個鐵路的智能運輸信息系統(tǒng)的建設具有啟示作用， 對后續(xù)的平臺建設提供參考。
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